JPH0399173A - 熱交換器一体型蓄熱槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、空気調和機等の玲房賃荷用に利用される過冷
却式氷蓄熱システムにおける熱交換器一体型蓄熱槽に関
するものである。

（従来の技術） 近年、氷蓄熱シスデムが、従来の水蓄熱システムに賛わ
るものとして種々提案されて来ている。

該氷蓄熱システムは、夜間電力を利用して夜の間に蓄え
た熱エネルギーなん−６間の空気調和用等に活用して、
省エネルギー化を図ろうとするものであり、水が氷にな
る時の凝固熱を利用するものであるため、従来の水の温
度変化だけを利用した水蓄熱システムに比較して、容梢
当りの蓄熱能力を飛躍的に向−ヒさせることができる。

しかして、現在の氷蓄熱システムは、生成される氷の性
状により、固体氷な利用する、いわゆるソリッドアイス
方式と、流動性を有する粒状（結晶状）の氷を利用する
，いわゆるリキッドアイス方式とに大別されている。

リキッドアイス方式は、ソリッドアイス方式に比較して
次のような特長がある。

■氷充填率（ＩＰＦ）を高くできるため、蓄熱槽のスペ
ースをより小型化しつる。

■生成される氷は、流動性を右するスラリー状のもので
あるため、蓄熱槽内での融解が均一となり、冷水の取出
し温度が安定している。

ここで、１１１１記リキッドアイス方式としては．過冷
却水を氷結させて氷スラリーを坐成する過冷却水方式の
他、伶媒吹込方式、かき取り方式、ハーベスト方式があ
る。

このうち、前記過冷却水方式は、下の利点なイ了する。

■冷凍機蒸発温度が多方式より高く、一定である。よっ
て、ｃｏｐ　＜成績効率）が高くなる。

■冷却水は、一・般の市水を使用し，エチレングリコー
ル等の添加剤や冷媒を入れていないため、水質悪化がみ
られず、温水蓄熱も可能である。

第３図及び第４図は従来の過冷却方式を概念的に示すも
のであり，第３図の例は、いわゆるシェルアンドチュー
ブ型の熱交換器ｌと、蓄熱槽２とを組合せた例であり、
図中３は過冷却解消板、４は循環ボンブである。

また、第４図の例は、いわゆるシェルアンドコイル型熱
交換器５と蓄熱槽２とを組合せた例であり、６は過冷却
解消装置，４は循環ボンブである。

しかしながら、かかる従来の過冷却水方式では、過冷却
水製造用熱交換器１、５と、蓄熱槽２とが別装置となっ
ている。

よって、氷蓄熱システムでは、装置スペースの効串化が
安望されているが、−Ｌ記従来例では装置が別置きのた
め、スペース効率が悪いという問題がある。

また、各装置は、外気と遮断して熱効率を高めるため、
外周部に相当晴の保温材を使用しているが、上記従来例
では、外気との接触面が多いため，使用する保温材量が
多いという欠点な｛Ｔ　Ｌていた。

本発明は、かかる従来の課題を解決しつる、過玲却式氷
蓄熱システムにおける熱交換器−・体型苓熱槽を提供す
ることを「ｉ的とするものである。

（課題を解決するための゛［段） ｌ記目的を達成するため本発明に係る熱交換器一体型蓄
熱槽では、シェル状中辛体と，該シェル状中空体内に配
設されるコイルチューブとからなる過冷却水製遣用熱交
換器を蓄熱槽の側面部に体に付設し、全体を保温材で被
覆してなることを特徴とするものである。

（実施例） 以下、本発明の好適な実施例を図面により説明する。

第１図及び第２図は，本発明の一実施例を示すものであ
り、本実施例に係る過揄却式氷蓄熱システムは、大略的
には、過冷却水製逍部と，蓄熱部と、冷房ｆ〕荷部とか
らなる。

第ｌ図は、前記過冷却水製逍部と蓄熱部とを概念的に示
したものであり、過冷却水製造用熱交換器１０と，蓄熱
槽１１と、１１１記熱交換器１０から蓄熱槽！１に備え
られた過玲却解消装置１２へ過冷却状態の被冷却水を送
給する送り管ｌ３と、１ｌ０記蕎熱槽１１の下部近傍か
ら＋ｉ？？記熱交換器１０に被冷却水を戻す戻り管ｌ４
と、該戻り管１４の中途に設置された被冷却水循環ボン
ブ１５とを備えている。

しかして，本実施例では、１１１ｊ記過冷却水製造用熱
交換器！０を蓄熱槽１１の側面部に一体に付設し、熱交
換２”Ａ　Ｉ　Ｏ及び過冷却解泪装置ｌ２を含めた蓄熱
槽１１の全体の外周部を、保温材ｌ６で被覆してなるも
のである。なお、図中１７は熱交換器１０と蓄熱槽１ｌ
とを両成ずるｘ；ｉｔである。

また、本実施例ではｆｆｉｉ記熱交換器１０は、第２図
に示すようなシェルアンドコイルチューブ型となってい
る。

即ち，熱交換器１０は、シェル状中空体２０と，該シェ
ル状中空体２０内に配設されるコイルチューブ２ｌとか
ら構成されている。

シェル状中空体２０は、本実施例では同心固状に配訴さ
れた円筒形状の内管２２と、外管２３及びト下端縁を閉
鎖する蓋休２４及び燕体２５により閉鎖空間として画成
されており，該シェル状中空体２０内に１１１１記コイ
ルチューブ２１が配設されている。

コイルチューブ２１は、前記シェル状中空体２０内にお
いて直線部のない螺旋形状に配設されており、かつ、＋
ｉＪ記内管２２及び外管２３のいずれからも所定間隔を
おいて配設されることにより、ヂューブ外周面全面が冷
媒もしくはブラインに接触しつるようになっている。

また、コイルヂューブ２１の内面は、抑出成形鋼管と同
程度以Ｌの平滑性をイｆし、該コイルチュブ２１相互の
接続部分は、ｉｉｉｉ　記シェル状中空体２０の外部に
のみ設けて、該シェル状中空体２０内での熱交換部での
接続な煎＜シている。

その他、図中１４は、蓄熱槽ＩＩから被冷却水を送給す
る戻り管であり、熱交換器１０内でＯ℃以下の過冷却状
態に冷却された冷却水は、前記送り管１３を介して蓄熱
槽１ｌの過伶却解消装置１２へと送給される。

また、２７は図示しない伶凍機からエチレングリコール
等のブラインを送る送給管、２８は該ブラインの戻り管
である。

また、前記過冷却解消装置ｌ２については、本実施例で
は、装置本体と氷核形成ユニットとからなり、熱交換器
１０によりＯ℃以下の所定温度に過冷却された冷却水を
送り管ｌ３から装置本体に送給し、該装置本体の所定位
置に設１ｎされ前記過冷却水よりも低温に設定された萌
記氷核形成ユニットに冷却水を接触させて初期製氷を行
ない、この氷結品を秤氷として、装置本体に舶次供給さ
れる過玲却水から連続的に氷スラリーの生成な行なう方
式としている。

なお、１１ｑ記冷房ｆ１荷部は、本実施例では図示を古
餡しているが、例えば、空調機等の冷房負荷と、１１；
１記蓄熱槽ｌ１から冷水を冷房負荷へと送給する送給管
と、冷房ｆ１荷からの戻り水を蓄熱槽ｌ１へ送る戻り管
と、該戻り管の先端に設けられるシャワー装置等で構成
される。

かかる構成からなる本実施例では、熱交換器１０と蓄熱
槽１！とが一体型となっているため、スペース効率が良
好で、装置全体を小型化することが可能となるとともに
，保温材１６の使用凝も減少させることができる。

また、一体型としたことにより、外気との接触而ｈ１が
」二記従来例より減少し、さらに、熱交換器１０と蓄熱
槽１１とがλκｌ７を介して相互に接しているため、保
温効果がより向−ヒするという作用効果を奏しつる。

また、熱交換器１０に関しては，６１■記コイルチュー
ブ２ｌが、前記シェル状中空体２０内において直線部の
ない螺旋形状に配設されているため、コイルチューブ２
１内の被冷却水には、管中心に向かう回転流が生じ、層
流域が発生することがない。

従って、被冷却水の水温はチューブ２１断而内のいずれ
の部分でも平均化され、温度勾配を生じないため、被玲
却水の氷結を確実に防ＩＬ′．することができる。

また、コイルチューブ２１内で被冷却水が、上記した如
く回転流をなしながら流動するため、被冷却水は均一に
管壁な介して伝熱作用を受ける。

よって、従来例のように管壁付近の水のみが偏って伝熱
作用を受けるものに比較して、熱交換率が格段に向」ニ
するため，熱交換器自体を小型化することができるもの
である。

なお、本発明は−Ｌ記実施例に限定されるものではなく
、例えば過冷却解泪装置ｌ２の製氷方式については上記
したものの他にも適宜変更可能である等、本発明の要旨
を逸脱しない範ｐｔｔ内で種々の変形例が可能なことは
言うまでもない。

（発明の効果） 本発明はＥ述した如く構成されており、以下の効果を奏
しつるものである。

（＋）熱交換器と蓄熱槽とが一体型であるため、スペー
ス効率が良好で、保温材の使用量を減少させつる。

（２）一体型のため、外気との接触而梢が少なく、また
、熱交換器と蓄熱槽が壁而を介して接しているため、保
温効果が高くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示し、第１図は
本実施例に係る熱交換器一体型＃ｉ熱槽を示す概念図、
第２図（ａ）は本実施例に係る熱交換器を示す概念図、
第２図（ｂ）は第２図（ａ）のＡ−Ａ線断面図、第３図
及び第４図は各々従来の過冶却方式を示す概念図である
。 １０・・・熱交換器、　　　ｌ１・・・蓄熱槽、＋　２
　−・・過冷却解泪装１ｎ、 １３・・・送り管、　　　ｌ４・・・戻り管、ｌ５・・
・循環ボンブ，　　１６・・・保温材、ｌ ７・・・壁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シェル状中空体と、該シェル状中空体内に配設されるコ
   イルチューブとからなる過冷却水製造用熱交換器を蓄熱
   槽の側面部に一体に付設し、全体を保温材で被覆してな
   ることを特徴とする熱交換器一体型蓄熱槽。